含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子的非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了系列含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子光学异构体的几何结构、极化率(αs)和第一超极化率(βtot).结果表明,引入电子给受体取代基使分子的极化率增大,而对第一超极化率有不同影响.对于光照前的反式结构,引入电子受体βtot值增加,且βtot值随取代基吸电子能力的增强而增大;引入电子给体βtot值降低,且βtot值随取代基给电子能力的增强而减小.当分子变成相应的顺式结构时,其βtot值变化趋势与反式结构的结果正好相反.光异构化前后分子的βtot值变化不同,引入电子受体使顺式结构的βtot值比反式结构的小,其中―NO2使顺式结构的βtot值减小为反式结构的1/6;引入电子给体使反式结构的βtot值比顺式结构的小,其中―NH2使反式结构的βtot值减小为顺式结构的1/6.从而,光异构化起到调节非线性光学(NLO)响应的作用.     

以苯等芳香环桥联的1,3-二硫杂环戊二烯衍生物的NLO性质

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*优化一系列以芳环为桥联基团,1,3-二硫杂环戊二烯为供电子基团,丙二氰为吸电子基团的D-π-A型分子的几何结构,在此基础上对分子的极化率和第一超极化率进行计算.结果分析表明,桥联苯环数的增加,供电子基团(—OCH3)的引入及共轭桥的增长对分子的几何构型影响很小,但能使分子的二阶非线性光学(NLO)系数增加,且分子的最大吸收波长发生红移.甲氧基的引入或共轭桥的增长,分子的前线分子轨道能级差减小,TD-DFT计算表明分子深层占有轨道与空轨道之间的电子跃迁对二阶NLO效应也有较明显贡献.     

四氢吡咯双自由基及其等电子体系不同电子态稳定性和NLO性质的理论研究

摘要所选体系为非路易斯分子,即分子中含有一个可分裂的C—C键,两个电子占据非键分子轨道,对这类分子的能量和稳定性的研究已有报道．根据体系中两个自由基电子相互作用不同,该类分子可能具有三种电子态．本文采用密度泛函和从头算等方法在不同基组水平上,对四氢吡咯双自由基（体系a）及其两个等电子体系的NLO性质进行了理论研究．采用不同方法和基组优化体系a三种电子态的几何结构,     

含有咪唑生色团系列树型有机分子二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法计算研究了系列树型含有咪唑生色团的有机分子的结构和非线性光学性质.计算结果表明:该系列分子具有A- -D- -A(A:受体,D:给体)结构,分子基态的偶极矩、极化率、二阶NLO系数( )随共轭链的增长及吸电子基的增强而增大;同时,前线轨道能级差值越小此类分子的二阶极化率总有效值( )越大.计算的吸收光谱显示此系列树型分子在低能区域247.79nm-419.87nm都有一个最强吸收,并且均是最高占据轨道与最低空轨道之间的跃迁.     

The structural,electronic, and optical properties of organic–inorganic mixed halide perovskites CH_3NH_3Pb(I_(1-y)X_y)_3(X = Cl,Br)

Methylammmonium lead iodide perovskites(CH_3NH_3PbI_3) have received wide attention due to their superior optoelectronic properties. We performed first-principles calculations to investigate the structural, electronic, and optical properties of mixed halide perovskites CH_3NH_3Pb(I_(1-y)X_y)_3(X = Cl, Br; y = 0, 0.33, 0.67). Our results reveal the reduction of the lattice constants and dielectric constants and enhancement of band gaps with increasing doping concentration of Cl-/Br-at I-. Electronic structure calculations indicate that the valance band maximum(VBM) is mainly governed by the halide p orbitals and Pb 6 s orbitals, Pb 6 p orbitals contribute the conduction band minimum(CBM) and doping does not change the direct semiconductor material. The organic cation [CH_3NH_3]~+does not take part in the formation of the band and only one electron donates to the considered materials. The increasing trends of the band gap with Cl content from y = 0(0.793 eV) to y = 0.33(0.953 eV) then to y = 0.67(1.126 eV). The optical absorption of the considered structures in the visible spectrum range is decreased but after doping the stability of the material is improving.     

含有噻唑生色团的Y-型有机分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法优化了一系列含有噻唑生色团的Y-型有机杂环分子的几何构型, 在此基础上结合有限场(FF)方法和含时密度泛函理论(TD-DFT)对分子的非线性光学(NLO)活性和电子光谱进行计算分析. 结果表明, 这些分子具有A-π-D-π-A(A: 受体, D: 给体)结构, 分子基态偶极矩、极化率和二阶NLO系数(β)随支链共轭桥的增长及生色团共轭效应的增大而增大. 同时, 该系列有机杂环分子的二阶极化率总的有效值(βtot)与其前线分子轨道能级相关, 分子的前线分子轨道能级差越小, βtot值越大.     

噻吩衍生物电子结构的DFT研究

采用B3LYP方法在6-31G^*水平上优化了12种α位取代噻吩衍生物的几何构型，采用TD-DFT方法计算了它们的前线轨道能级和电子光谱．结果表明，a，f和1分子比它们的同分异构体要稳定；噻吩衍生物与苯、吡啶相比，也具有很好的共轭性；随着分子中所连接基团数目的增多，特别是-CN的增加，分子的偶极距增大，前线轨道能级差减小，分子的最大吸收波长发生红移；对于具有相同共轭链的同分异构体，c，g，k分子的偶极距较大，而前线轨道能级差最小的分别为b，e，1分子，相应的最大吸收波长也较大．这些结论对分子设计具有重要的指导意义．     

十二顶点邻位双取代碳硼烷衍生物二阶NLO性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT) B3LYP/6-31G*方法, 对系列十二顶点邻位双取代碳硼烷(C2B10H12)衍生物的几何构型进行优化. 在所得优化结构的基础上, 结合有限场方法(FF)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对这些分子的二阶非线性光学(NLO)活性及电子吸收光谱进行了研究. 结果表明, 邻位双取代碳硼烷有较强的吸电子作用, 与有机基团形成D-π-A结构时, 可以起到很好的受体作用. 当给体部分或桥的共轭性好, 给体的给电子能力强时, 邻位双取代碳硼烷的吸电子作用更明显, 从而增强了分子的二阶NLO响应.     

TTF+1-π共轭桥-6-氧四联氮阳离子双自由基NLO性质的理论研究

采用量子化学UPBE1PBE结合有限场(FF)方法,对系列TTF+?-π共轭桥-6-氧四联氮阳离子双自由基体系的稳定性,极化率αs和第一超极化率βtot进行研究.结果表明,TTF+?-6-氧四联氮阳离子双自由基引入共轭桥后,随体系共轭性增强,αs和βtot值均增大(体系2S的βtot值除外).自旋多重度和构象对双自由基体系的极化率和第一超极化率都有影响,双自由基体系由单重态转变为三重态时,极化率减小,而第一超极化率明显增大.以体系2为例,在单重态时αs和βtot值随构象变化较小,而三重态时αs和βtot值随二面角θ1和θ2的增加而减小.     

Theoretical Studies on Electronic Spectra and Second-order Nonlinear Optical Properties of Barbituric Acid Derivatives Substituted with Schiff Base

Barbituric acid (BA) is a very important kind of compound in biological chemistry and medicine. It can be applied in abirritative medicine and antioxidants.1 It is an important sort of raw material for organic synthe-sis.2 It predicts the important reactive mechanism for organic synthesis.3 Some investigations for NLO prop-erties of a series of BA derivatives have been reported by Feng and coworkers in the view of theory.4,5 The Schiff base has extensive application in the fields of organi…